冷原子膨胀凝聚体中的焦散形成

我们研究了初始具有空间变化相位的膨胀玻色-爱因斯坦凝聚体中的密度演化，重点关注相位变化较大时的行为。在该区域中，膨胀过程中会产生巨大的密度涨落。密度极大值具有随相位变化振幅发散的特征密度，其形成类似于几何光学中的焦散。我们详细分析了准一维凝聚体中的焦散形成，该凝聚体在膨胀前受周期性或随机光学势作用，并讨论了准二维系统中的等效问题。我们还考察了初始态中多体关联对从严格一维势阱中膨胀的玻色气体焦散形成的影响。此外，我们研究了非相互作费米子的类似构型，表明动量分布中的费米面不连续性会在该情况下导致密度空间导数的尖锐峰。我们讨论了近期的实验，并论证 Chen 及其合作者 [Phys. Rev. A 77, 033632 (2008)] 在飞行时间图像中报告的条纹是焦散形成的一个实例。